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等離子發射光譜儀的原理介紹

發布日期: 2017-08-28
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    等離子發射光譜儀利用外加電場或高頻感應電場使氣體導電,氣體放電是產生等離子體的重要手段之一。被外加電場加速的部分電離氣體中的電子與中性分子碰撞,把從電場得到的能量傳給氣體。電子與中性分子的彈性碰撞導致分子動能增加,表現為溫度升高,給定容積中的輸入能量和損失能量相等。電子和重粒子(離子、分子和原子)間能量傳遞的速率與碰撞頻率成正比。在稠密氣體中,碰撞頻繁,兩類粒子的平均動能(即溫度)很容易達到平衡,因此電子溫度和氣體溫度大致相等,這是氣壓在一個大氣壓以上時的通常情況,一般稱為熱等離子體或平衡等離子體。在低氣壓條件下,碰撞很少,電子從電場得到的能量不容易傳給重粒子,此時電子溫度高于氣體溫度。
 
    等離子發射光譜儀在宏觀上一般是電中性的,即它所含有的正電荷和負電荷幾乎處處相等。由于帶電粒子之間的作用主要是長程的,每個粒子都同時和周圍很多粒子發生作用,因此等離子體在運動過程中一般表現出明顯的集體行為。如果環境溫度較低,等離子體能夠通過輻射和熱傳導等方式向壁面傳遞能量,因此,要在實驗室內保持等離子體狀態,發生器供給的能量必須大于等離子體損失的能量。兩類粒子的平均動能(即溫度)很容易達到平衡,因此電子溫度和氣體溫度大致相等,這是氣壓在一個大氣壓以上時的通常情況,一般稱為熱等離子體或平衡等離子體。等離子發射光譜儀在低氣壓條件下,碰撞很少,電子從電場得到的能量不容易傳給重粒子,此時電子溫度高于氣體溫度,通常稱為冷等離子體或非平衡等離子體。兩類等離子體各有特點和用途,氣體放電分為直流放電和交流放電。
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